[LeetCode]problem 173. Binary Search Tree Iterator

最新推荐文章于 2023-02-25 23:52:55 发布

原创最新推荐文章于 2023-02-25 23:52:55 发布 · 507 阅读

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本文介绍了一种基于二叉查找树的迭代器实现方法，该方法能够在平均O(1)的时间复杂度内完成hasnext和next操作，并将最大空间消耗限制在O(h)，其中h为树的高度。通过中序遍历的方式，可以有效地返回递增序列中的下一个最小值。

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中序遍历二叉查找树得到一个递增序列

二叉查找树

题目链接

方法

这道题挺有意思的，在二叉查找树的基础上建立一个迭代器，要求hasnext和next操作要是平均O(1)的，且最大空间消耗是O(h),h是树高。

其中next返回二叉查找树当前状态下最小的节点值。

这个一想，每次返回当前最小的，能够想到是排序。特别的，中序遍历二叉查找树，能够得到一个递增的序列。而中序遍历，每个节点访问一次，所以每个节点的平均访问时间就是O(1);而中序遍历，在遍历到树的最深处时(叶节点)返回，用栈保存，栈中的元素最多是是根节点到叶节点的整个路径（遍历根节点左子树的情况，到右子树时根节点已经出栈了），即O(h)。因此，这道题就是一个中序遍历。

唯一的不同就是用迭代器返回，而不是返回一个排序后的数组。

这个也不难，因为我们知道中序遍历，使用栈方法，当当前访问的节点为空时，我们开始回溯，即从栈中拿出一个节点来。此时该节点就是当前为访问二叉查找树中最小的值——即next结果。

因此，我们在hasnext中做入栈操作，直到当前节点为空。然后在next中做取出节点并返回的操作。由于next中要取出节点，因为hasnext的判断，就是看栈是否为空。如果为空，则查找树已经遍历完了，否则还可以从栈中取值。

由此代码就好写了。

代码

class BSTIterator {
public:
    BSTIterator(TreeNode *root) {
        pos = root ;
    }

    /** @return whether we have a next smallest number */
    bool hasNext() {
        while(pos != nullptr || !s.empty())
        {
            if(pos != nullptr)
            {
                s.push(pos);
                pos = pos->left ;
            }
            else
            {
                return true ;
            }
        }
        return false;
    }

    /** @return the next smallest number */
    int next() {
        TreeNode *minNode = s.top();
        s.pop();
        pos = minNode->right ;
        return minNode->val;
    }
private :
    stack<TreeNode *> s;
    TreeNode *pos;
};